问题 计算题

(10分)滑雪运动中当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个

暂时的“气垫”,从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦,然而当滑雪板相对雪地速度较小时,与雪地接触时间

超过某一值就会陷下去,使得它们间的摩擦力增大。假设滑雪者的速度超过4m/s时,滑雪板与雪地间的动

摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125。一滑雪者从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡

底B(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地,最后停在C处,如图所示,不计空气阻力,坡长L=26m,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间;

(2)滑雪者到达B处的速度大小;

(3)滑雪者在水平雪地上运动的最大距离。

答案

(1)1s  (2)16m/s    (3)99.2m

题目分析:(1)设滑雪者质量为m,滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度v1=4m/s期间,由牛顿第二定律:

       (1分)

解得:        (1分)

故由静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间:      (1分)

(2)根据牛顿定律和运动学公式有:

      (1分)

        (1分)

        (1分)

        (1分)

代入数据解得:         (1分)

(3)设滑雪者速度由减速到期间运动的位移为,速度由减速到零期间运动的位移为,则由动能定理有:

,解得          (1分)

,解得          (1分)

所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为:         (1分)

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